0: Дисциплина механика грунтов является частью группы дисциплин, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией зданий и сооружений, а также устройством подземных коммуникаций и прокладкой трубопроводов механика грунтов.
1: Является теоретической основой для более сложной строительной дисциплины, называемой основания, и фундаменты, имеющие прикладное значение предметом изучения дисциплины. Механики грунтов являются материалы природного происхождения а
2: Именно грунты и их взаимодействие с сооружениями если конструкционные материалы изготавливаются заранее заданными строительными свойствами, то грунты на каждой строительной площадке имеют свои отличительные свойства строение, состав и историю образования.
3: Что требует каждый раз их специального изучения? Поведение грунтов под нагрузками сопровождается сложными процессами, во многом отвечающим отличающимися от поведения конструкционных материалов. Это
4: Потребовала разработки специальных экспериментальных методов и теоретического аппарата механики грунтов для описания процессов их деформирования и разрушения.
5: Основной целью дисциплины механики грунтов является изучение грунтовых образований как дисперсной среды, сформировавшейся естественно историческим путём и находящейся в непрерывном взаимодействии с окружающей физико геологи.
6: Средой и строительными сооружениями различного назначения.
7: Данная цель обуславливает необходимость решения следующих задач 1 правильно оценить строительство свойства грунтов, 2 определять напряжение в массиве грунта и деформации, основания под действием внешних нагрузок 3.
8: Оценивать устойчивость грунтов в основании сооружениях и откосов, а также определять давление на ограждающие конструкции 4, иметь представление о современных численных методах расчётов напряжённого и деформированного состояния оснований.
9: Подземных сооружений.
10: Механика грунтов раздел механики сыпучих сред, изучающий напряжённо деформированное состояние, условия прочности и устойчивости, а также изменение свойств грунтов под влиянием внешних или механических воздействий механика.
11: Грунтов есть механика природных, дисперсных, мелкораздробленных материалов и составляющую и составляет часть общей геомеханики, последняя включает в себя глобальную и региональную геодинамику, механику массивно кристаллических Горных пород, механику.
12: Трещиновато блочных пород механика органо минеральных масс.
13: В основу механики грунтов положены как законы теоретической механики абсолютно несжимаемых тел, так и закономерности строительной механики деформируемых тел, то есть законы упругости, пластичности, ползучести.
14: Грунтом называют всякую горную породу, используемую при строительстве в качестве основания сооружения среды, в которой сооружение возводится, или материала для сооружения. Горной породой называют закономерно построенную совокупность минералов, которая
15: Характеризуется составом, структурой и текстурой.
16: Основанием называется массив грунта, находящийся непосредственно под сооружением и рядом с ним, который деформируется от усилий, передаваемых ему с помощью фундаментов. Если строительные свойства грунтов основания мы специально не улучшаем.
17: Мы не изменяем то такое основание называется естественным, в отличие от искусственного основания, в котором строительные свойства грунтов преднамеренно нами улучшены для того, чтобы уменьшить сжимаемость грунтов, увеличить их прочность и так далее.
18: Основания, созданные искусственно уложенными грунтами в результате отсыпки с уплотнением или намыва, называют искусственными фундаментом называется подземная часть или подводная часть здания или сооружения служа.
19: Для передачи усилий от него на грунты основания и по возможности более равномерного их распределения, а также уменьшение величины давления до требуемых значений.
20: Слой грунта под подошвой фундамента называется несущий слой грунта, остальные слои подстилающие.
21: В течение многих веков в основе строительства лежал только человеческий опыт попытки его обобщить предпринимались уже давно от античного мира до наших дней сохранилось немало фундаментальных капитальных сооружений, построенных более 1000 лет основа.
22: Таких зданий, как правило, служили прочные скальные или полускальные породы знаменитый архитектор древности ветруи в своём знаменитом труде 7 правил строительства писал для закладки фундаментов храмовых зданий.
23: Рыть до глубины твёрдых пород и закладывать фундамент на твёрдых пластах, на глубине сообразно с величиной сооружения.
24: Однако сообразность глубины, заложения и размера фундамента долгое время определялась только опытом древних строителей зачастую опыт не всегда служил гарантом надёжности фундаментальных конструкций, фундаментных конструкций, и в истории есть немало.
25: Примеров разрушения древних сооружений из за ненадёжности основания особенно много таких примеров можно обнаружить в средние века, когда реал грунтовых условий массивных построек расширялся и помимо, и помимо земель сложенных.
26: Породами под строительство стали отводиться участки, сложенные песками, глинами в прибрежной.
27: Зоне рек и морей.
28: Породами под строительство стали отводиться участки, сложенные песками, глинами в прибрежной зоне рек и морей.
29: Так, к примеру, несмотря на небольшие размеры пизанской башни, стабилизация сооружения была трудной геотехнической задачей, которая была успешно решена только в двухтысячных годах, также ветрувий в своём знаменитом труде писал если же не
30: Не окажется твёрдых Земляных пород, а место будет до самой глубины и наносной землёй или болотистое, то нужно раскопать это место, освободить его от земли и забить ольховые, или оливковые, или дубовые обожжённые сваи эти.
31: Сваи надо вбивать механическими средствами. Как можно чаще. Позднее применение свай позволило возводить на слабых грунтах все более и более массивные сооружения. В это время стали применяться деревянные сваи, изготавливаемые из
32: Лиственницы или дуба на таких свайных фундаментах, к примеру, построены все здания сооружения, расположенные на искусственных островах венецианской лагуны, тем не менее строительство ещё долгое время оставалось скорее искусством, чем наукой констру.
33: Конструктивные решения принимались в большей степени по наитию, по подобию уже построенных зданий и сообразно сложившейся традиции.
34: Промышленная революция конца 19 конца 18 начала 19 века, вызвавшая бурное развитие техники, транспорта, а также горнодобывающей промышленности и других отраслей, привела к усложнению конструкции сооружения.
35: В условиях резко возросших объёмов строительства, в свою очередь, это повлекло за собой значительное увеличение числа аварий, сопровождавшихся человеческими жертвами и крупными материальными потерями так возникла необходи.
36: Формирования научного подхода ко всем отраслям строительства базой. Для этого послужили фундаментальные исследования в области в области механико математических наук, достигшие значительного развития к концу 18 века. В это же
37: В тоже время возникла новая наука геология, оказавшая впоследствии огромное влияние на все строительное дело, появляются ставшие классическими работы о закономерностях поведения грунтов 1 фундаментальные работы.
38: По механике грунтов принято считать исследование кулона Франция 1773 год по теории прочности сыпучих тел, известной в современной механике как закон кулона мора, будучи не только известным физиком, но инженером.
39: Инженером, фортификатором и гидротехником. Он разработал метод расчёта гравитационных подпорных стен, что позволило обоснованно задавать основные сечения шлюзов, которые строились в 18 веке на реках и
40: Каналах Франции анри фолибер Гаспар дарси, известный как автор основного закона движения воды в грунте, началом этого открытия можно считать 1833 год, когда муниципалитет города
41: Дижона обратился к молодому инженеру гидрологу с предложением создать проект очистки городских ввод анри драсси, проводил лабораторные фильтрационные эксперименты с различными грунтовыми смесями для очистки вод. В результате он создал 1 европу.
42: По систему городских очистных сооружений с различными фильтрационными засыпками, расчёты которых он проводил на основе открытой им зависимости фильтрационного потока от градиента гидравлического напора.
43: Закономерности фильтрационных процессов в песчаных грунтах, установленных дарси, были обобщены в современной механике как закон ламинарной фильтрации дарси.
44: С увеличением темпа роста строительства возникла необходимость создания теории расчётов, фундаментов и контактных моделей. Первые предпосылки к созданию контактной модели были сформулированы в 1801 году русским академиком фусом в даль.
45: Дальнейшем vincero, в 1867 году была разработана модель местных упругих деформаций для расчёта контактных напряжений и осадок, в 1869 году русским профессором карловичем публикуется 1 в мире курс.
46: Фундаменты, положившие начало к возникновению нового направления строительной науки.
47: В 1885 году французский математик бусинесс получает решение задачи о распределении напряжения в полупространстве от действия сосредоточенной силы, которая заложила основы, теорию распределения напряжения в грунте и до настоящего времени изу
48: Изучается в курсе механики грунтов и является основополагающим в теории распределения напряжения в грунтовой среде.
49: Основоположником механики грунты как научной дисциплины является австрийский инженер гидротехник Карл терцаги. Он с самого начала своей строительной карьеры понимал, что твёрдая теоретическая основа существенна для прогресса инженерного дела и
50: Немало способствовал созданию этой основы. Он провёл 6 месяцев в России, где разработал некоторые новые графические методы расчётов промышленных резервуаров, а позже совершил путешествие по строительным площадкам некоторых крупных дам в сша. Это
51: Позволило ему получить множество сведений из первых рук по разнообразным строительным вопросам став профессором инженерного колледжа в Стамбуле, терцаги начал изучать грунты с точки зрения строительного материала, чьи свойства можно было бы измерять.
52: Стандартизированными методами.
53: С помощью простейших инструментов и оборудования он организовал лабораторию и приступил к активной работе результатом его опытов, измерений, а также анализ сил, действующий на подпорные стенки, были впервые опубликованы в 1919 году и
54: Быстро получили признание как важнейший вклад в научное, в научное понимание фундаментальных свойств грунтов. В завершении многих исследований траца опубликовал в 1924 году свою главную книгу механика грунтов.
55: Приведшего механику грунтов к всеобщему признанию, а в 1925 году издаёт 1 монографию строительная механика грунтов на основе его физических свойств, которая в 1933 году была переведена на русский язык и впоследствии
56: Стало монументальным трудом, посвящённым механике грунтов большое влияние на формирование механики грунтов как учебной дисциплины оказал Николай Александрович Цитович классический учебник механики грунтов, которого неоднократно переиздавался и использовал.
57: До сих пор в учебных образовательных целях. Кроме того, он считается 1 из основоположников механики мёрзлых грунтов и прикладной геомеханики в строительстве основателем советской и русской школы механики грунтов явля.
58: Герсеванов, который опубликовал цикл основы динамики грунтовой массы, выпустил учебник по теоретическим основам механики грунтов и их практическому применению в тридцатых годах в ссср был организован тогда единственный в мире институт нео.
59: Который затем получил имя его создателя герсеванова.
60: К настоящему времени численные методы расчётов прочно вошли в инженерную практику и широко применяются при обосновании проектов как нового строительства, так и реконструируемых объектов с их помощью могут решаться сложнейшие вопросы.
61: Оценки напряжённо деформированного состояния основания подземных и надземных конструкций в любой стадии производства работ, которые не могли бы быть рассмотрены с использованием традиционных замкнутых аналитических решений.
62: Разработанные в середине 20 столетия методы приближённых численных решений дифференциальных уравнений получили широкое распространение в связи с бурным развитием электронно вычислительной техники сокращённо в начиная с шестидесятых.
63: Годов прошлого столетия среди расчётных методов механики грунтов 1 место, безусловно, принадлежит методу Конечных элементов путём многократного повторения линейной процедуры с помощью мк метода Конечных элементов удаётся реализовать
64: Любые нелинейные модели грунтов, авторы 1000 публикаций на странице журналов предлагают свои модели, основанные на них программы в абсолютном большинстве эти модели программы оказываются работоспособными лишь в руках самих авто.
65: На фоне этого многообразия в последние годы большую популярность получили такие программные комплексы, как плаксис, мидос и их аналоги.
66: Закономерности состава и строения грунтов теснейшим образом связаны с условиями их происхождения. Все грунты происхождения подразделяются на естественные, которые включают в себя магматические, осадочные и
67: Метаморфические и искусственные, которые включают в себя уплотнённые, закреплённые, насыпные и намывные.
68: Магматические или изверженные горные породы образуются при медленном остывании и отвердении огненно Жидких расплавов магмы в верхних слоях земной коры это так называемые глубинные или интрузивные породы, к которым относятся граниты.
69: Диориты габбро и другие также к маматический горным породам относятся излившиеся на поверхность земли и остывшиеся расплавы, такие как базальты, порфиры и другие.
70: Осадочные горные породы образуются в результате выветривания, перемещения, осаждения и уплотнения продуктов, разрушения магматических, метаморфических и осадочных Горных пород, образованных ранее обломочные образ.
71: В результате разрушения Горных пород, дробясь, они переносятся водой, ветром или ледником, под давлением все новых слоёв происходит их уплотнение и образование твёрдых осадочных пород, химические горные породы возникают различ.
72: В результате различных химических реакций чаще всего это происходит на Дне океанов и водоёмов. В результате выпадения в осадок различных веществ из водных Растворов органические горные породы формируются в результате отложения.
73: И уплотнение органических остатков живых организмов.
74: Метаморфические горные породы образуются в недрах из осадочных, магматических или метаморфических пород, путём их перекристаллизации, под воздействием высоких давлений и температур, в присутствии горячих Растворов на большой глубине горной породы под
75: Действием высокого давления температур меняют своё строение и свойства, поэтому метаморфические горные породы являются очень твёрдыми.
76: Грунт дисперсное, то есть состоящее из отдельных частиц многофазное тело, включающее твёрдые частицы и поры, которые заполнены в различных соотношениях газом и жидкостью. Вода и газы находятся в порах между твёрдыми частицами.
77: Вода может содержать растворённые в ней газы, а газы могут содержать пары воды. От соотношения этих фаз и зависят характеристики грунтов. Следует различать структуру грунта, то есть взаимное расположение частиц грунта и характер связи между ними и
78: Текстуру грунта, то есть сложение грунта в массиве под структурой грунта понимается размер, форма и количественное соотношение слагающих грунт частиц под текстурой грунта понимается пространственное расположение Эле.
79: Грунта с разным составом и свойствами текстура характеризует неоднородное строение грунта в Пласте залегания.
80: Структурные связи это связи между частицами и агрегатами в грунте, определяющие их прочность и деформирование, поэтому изучение их происхождения и способов сохранения является важным вопросом. Механики грунтов структурные
81: Частичные связи в грунтах можно подразделять на жёсткие кристаллизационные связи и пластичные вязкие связи, водно коллоидные.
82: Кристаллизационные жёсткие связи присущи скальным грунтам, энергия которых соизмерима с внутрикристаллической энергией, химической связи отдельных атомов. Поэтому скальные грунты обладают высокой прочностью и низкой деформируемостью при
83: Такие связи не устанавливаются, жёсткие связи могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми при при растворении жёстких реализационных связей на их месте могут возникать водно коллоидные связи.
84: Нескальные или дисперсные грунты по характеру связи делятся на связные глинистые грунты и несвязные песчаные грунты.
85: Сопротивление взаимному перемещению частиц песчаных грунтов обусловлено силами трения соприкасающихся поверхностей и зацеплением между неровностями этих поверхностей такой механизм связи частиц называется внутренним трением грунта структурные.
86: Связи глинистых грунтов определяются электро молекулярными силами взаимного притяжения и отталкивания между частицами, а также частицами ионами в поровой воде такие связи часто грунта называют водно коллоидными.
87: Грунты с неустойчивыми структурными связями свойственна общая особенность резкое снижение прочности структурных связей, которые легко поддаются разрушению при определённых воздействиях, что, в свою очередь, приводит к быстрой потере несущей.
88: Способности грунта и к сверхнормативным деформациям сооружения.
89: К структурно неустойчивым грунтам относятся 1 мёрзлые и вечномёрзлые грунты, они являются прочными в мёрзлом состоянии, но склонны к просадочности при оттаивании из за уменьшения объёма грунта и отжатия воды далее.
90: Лёссовые грунты за счёт цементационных связей обладают высокой прочностью, но при увлажнении происходит их разрушение, что приводит к потере прочности и быстро развивающимся деформациям, называемым просадками.
91: Набухающие грунты, как правило, к ним относятся глинистые грунты с большим содержанием гидрофильных глинистых минералов, которым свойственно увеличиваться в объёме при увлажнении этот процесс называется набуханием и при уменьшении.
92: При высыхании данный процесс называется усадкой.
93: Слабые, водонасыщенные, глинистые грунты, к ним относятся илы, ленточные глины, лёссовые и другие глинистые грунты, обладающие высокой пористостью в природном состоянии, малой прочностью и высокой деформируемостью.
94: Торф и заторфованные грунты, они представляют собой органоминеральные отложения на 50% и более состоящие из остатков болотной растительности, вследствие чего имеют низкую плотность.
95: Высокую степень, влажность, сильно нажимаемый и имеют крайне низкую, несущую способность.
96: Засоленные грунты грунты с высоким содержанием легкорастворимых солей, поэтому они склонны к химической суффозии при наличии фильтрующей воды под суффозией понимается процесс выноса мелких минеральных частиц породы, фильтрующейся через неё водой.
97: Вода растворяет частицы породы соли и гипс и выносит продукты разрушения и насыпные грунты, которые образуются путём отсыпки природных грунтов, минеральных отходов, промышленных производств, твёрдых бытовых.
98: Отходов используется для для планирования территории перед их застройкой или хозяйственным освоением возведение Земляных сооружений, таких как насыпи автомобильных и жд дорог, плотин, Земляных Валов.
99: И другое устройство искусственных оснований под фундаменты песчаные, гравийные, шлаковые, грунтовые подушки, а также выполнение обратных засыпок Котлованов.
100: Различают физические и механические характеристики грунтов. Физические характеристики позволяют количественно оценить их свойства и не зависят от применяемых методов расчёта грунтовых сред. Ряд физических характеристик, грунтов может быть
101: Получен, исходя из представления грунта как многокомпонентной среды, в общем случае состоящей из твёрдых частиц жидкости и Газа, физические характеристики подразделяются на основные производные и классификационные, оно
102: Являются характеристики, определяемые из опыта, остальные физические характеристики являются расчётными, механическими называются те свойства грунтов, которые характеризуют их поведение под нагрузкой, под действием передаваемых сооружений.
103: Вертикальных или наклонных сил в массиве основания возникают нормальные и касательные напряжения, приводящие к деформации грунтов, кроме того, грунт испытывает напряжение от собственного веса, деформация от собственного веса грунта.
104: Завершается, как правило, в процессе образования и диагенеза грунтов.
105: Напряжение, возникающее от усилий, передаваемых сооружением, приводит к дополнительной деформации грунтов наиболее часто имеет место деформация уплотнения грунтов под действием нормальных напряжений, Реже деформации сдвигов грунтов вызыва.
106: Касательными напряжениями.
107: Воздействие нормальных напряжений на сплошные тела рассматривают в механике деформируемых тел, то есть сопротивление материалов теории упругости, поскольку грунты относятся к дисперсным телам, кроме закономерности, деформируемости сплошных тел, приходится
108: Учитывать изменение объёма пор при сжатии, то есть рассматривать дополнительно закон уплотнения или закон, называемый законом компрессии. Кроме того, в грунтах, как и в сплошных телах, при действии нормальных напряжений наблюдается
109: Боковое расширение, но по более сложной закономерности деформированность сплошных тел под действием касательных напряжений характеризуется модулем сдвига при упругих при упругих деформациях границей текучести, при пластических деформации.
110: И коэффициентом вязкости, обуславливающим вязкое течение в грунтах. Деформации сдвигов рассматриваются сравнительно редко, обычно интересуются сопротивлением их сдвигу при предельном напряжённом состоянии. Это
111: Сопротивление зависит от угла внутреннего трения и удельного сцепления грунтов, определяемого в соответствии с законом сопротивления грунтов сдвигу.
112: Как деформированность грунтов во времени, так и их сопротивление сдвигу зависит от доли напряжений, передаваемых на скелет грунта, и на воду, находящуюся в порах. Пора вода под действием возникающего в ней давления постепенно отжимается и.
113: Передаёт его на скелет грунта, поэтому деформированность грунтов и их сопротивление сдвигу зависит в том числе и от фильтрационных способностей грунта. Кроме того, фильтрация воды в грунтах интересует строителей в отношении определения
114: Таких в отношениях определения притока воды в котлован и расчёта водопонижающих установок все это также обуславливает необходимость изучения закона, фильтрации пора воды итак, к основным закономерностям.
115: Относят закон фильтрации, описывающий водопроницаемость, закон уплотнения, определяющий сжимаемость и закон сопротивления сдвига, характеризующий сопротивляемость грунтов сдвигу физические характеристики грунтов. Необходимо опреде,
116: Чтобы классифицировать грунт, то есть определить его тип, вид и разновидность, а также применять для расчёта оснований.
117: Плотностью грунта называется отношение массы грунта, включая массу воды в его порах к занимаемому этим грунтом объёму единица измерения грамм на сантиметр кубический для определения плотности грунтов применяют метод режущим кольцом.
118: И метод парафинирования по 1 методу металлическое кольцо известного объёма осторожно врезают в грунт, затем путём взвешивания определяют его массу как разность массы, кольца с грунтом и собственной массы кольца.
119: По способу парафинирования находят объём образца известной массы для этого образец грунта, сохраняющего свою форму, покрывают расплавленным парафином и взвешивают, зная объём парафина по его массе и плотности согласно
120: Закону архимеда вычисляют объём образца.
121: Плотностью частиц грунта называется отношение массы сухого грунта, то есть исключая массу воды в его порах к объёму твёрдой части грунта, численно плотность частиц грунта равна отношению массы твёрдых частиц к занимаемому ими объёму.
122: Плотность частиц грунта зависит от минералогического состава грунта и увеличивается с увеличением содержания в грунте тяжёлых минералов единица измерения также Грамма на сантиметр кубический, плотность частиц грунта, определяя
123: Пикнометрическим методом в основу способа положено определение объёма частиц грунта по массе вытесненной ими воды. Для этого определяют массу сосуда, пикнометра с водой и с водой и грунтом, объём пикнометра опреде.
124: Определяется по массе вошедшей в него дистиллированной воды, кроме того, различают ещё несколько подобных характеристик, учитывающих содержание в грунте воды, газов и так далее, такие как объёмная масса скелета грунта, объёмная масса абсолютно сухого.
125: Грунта объёмная масса влажной породы.
126: Плотность сухого грунта или плотность скелета грунта, определяемая как отношение массы сухого грунта к объёму всего грунта при определении этой характеристики не учитывается влага, поэтому показатель изменяется в Узких пределах он также всегда.
127: Ниже плотности он также всегда ниже плотности плотность скелета зависит от минерального состава грунта и сложения грунта, числа и качества пор знание плотности сухого грунта даёт представление, насколько сильно.
128: Будет давать усадку грунт в высушенном состоянии. Характеристику важно определять прежде всего для глинистых материалов, чтобы понимать, как сильно они будут уплотняться в насыпных сооружениях показатель также помогает вычислить пористость материала.
129: Узнать об его особенностях его сложения.
130: Кроме него, кроме того, по нему определяют коэффициенты уплотнения и пористости при расчётах нагрузок на сооружение и напряжение действия собственного веса необходимо переходить к значению удельного веса грунта, умножив.
131: Соответствующую плотность на ускорение свободного падения.
132: Влажность грунта это есть содержание в грунте того или иного количества воды, влажность грунта бывает весовой и объёмной весовой влажностью называют отношение веса воды в образце грунта к весу твёрдых частиц грунта скелета объём.
133: Влажностью называется отношение объёма воды в образце грунта к объёму, занимаемому твёрдыми частицами скелетом грунта для 1 и того же грунта весовая влажность меньше, чем его объёмная влажность, влажность грунта может быть больше.
134: Единицы или 100%, например, у ила или торфа для определения влажности с помощью взвешивания определяют массу пустого стаканчика с крышкой и массу влажного грунта со стаканчиком и крышкой. Затем выдерживают образец.
135: При температуре 105 градусов до достижения им постоянной массы, равной массе твёрдых частиц или массе сухого грунта, другими словами, далее влажность грунта определяется по формуле, представленной выше.
136: Пористость суммарный объём всех пор в единице объёма грунта, независимо от их величины, заполнения и характера взаимосвязи коэффициент пористости равен отношению объёма пустот к объёму твёрдой фазы грунта, выраженного в долях.
137: Единицы.
138: Коэффициент пористости и пористость позволяют более дифференцированно оценить пригодность грунтов для цели строительства, например, при значении коэффициента пористости больше единицы грунты, как правило, непригодны для цели строительства.
139: Прочным грунтам соответствует значение коэффициентов пористости в пределах 0 4 до 0 6. Кроме этого, коэффициент пористости и показатель текучести являются входными параметрами в нормативной таблице, позволяющий определить
140: Для предварительных расчётов прочностные и деформационные характеристики грунтов.
141: Степенью водонасыщения или степенью влажности называют отношение объёма воды к объёму пор по степени влажности крупнообломочные песчаные грунты подразделяются на маловлажные, влажные и насыщенные водой грунт.
142: Называют насыщенными водой при степени водонасыщения более 0 8, потому что они не содержат воздуха, сообщающегося с атмосферой, поливают и глинистые грунты, за исключением лёссовых ниже зоны.
143: Чаще всего чаще всего степень насыщения принимают более 0 8, в связи с этим состояние по водонасыщенности используют как характеристику преимущественно для песчаных, крупнообломочных и лёссовых грунтов.
144: Если взять образец пылевато глинистого грунта, находящегося в пластичном состоянии, то есть когда из глины можно лепить и высушить его, то глина превращается в твёрдое тело, если же наоборот, к образцу добав.
145: Воду можно достигнуть такого состояния, при котором глина по свойствам, по своим свойствам будет соответствовать вязкой жидкости таким образом, поливат глинистые грунты могут менять консистенцию от твёрдой до текучей.
146: Для определения консистенции грунта находят характерные влажности, соответствующие границе раскатывания или пластичности и границе текучести так, влажность грунта, при которой он теряет способность раскатываться в шнур, диаметра 2 3 миллиметра.
147: Называют границей раскатывания, а влажность грунта, при которой стандартный конус погружается в образец на глубину 10 миллиметров, называют границей текучести.
148: Разница между границей текучести и границей раскатывания называется числом пластичности сравнение естественной влажности с влажностью на границе раскатывания и влажности на границе текучести позволяет установить его состояние по консис.
149: Через показатель текучести полная классификация грунтов приведена в гост 25 100 тире 2020 классификация крупнообломочных грунтов устанавливается по относительному содержанию в общей массе частиц.
150: Той или иной крупности и в зависимости от степени влажности классификация песчаного грунта устанавливается по размеру частиц, а также по плотности сложения, характеризуемому коэффициентом пористости её на слайде представлено
151: Таблица классификации дисперсных грунтов по размерам фракций.
152: Классификация глинистых грунтов проводится по их разновидности и консистенции, так как свойства данного типа дисперсного грунта существенно зависят от его влажности, так по числу пластичности определяется разновидность глинистого грунта.
153: А по показателю текучести определяется консистенция глинистого грунта на слайде представлена таблица по определению разновидности глинистого грунта, по числу пластичности, по показателю текучести различают состояние твёрдое призна.
154: Значение показателя меньше нуля пластичное, в диапазоне от нуля до единицы и текучее при значении показателя текучести больше единицы пластичное состояние суглинков и глин подразделяют на полутвёрдое твёрдо Пласт.
155: Туго пластичное, мягкопластичное и текучее пластичное состояние.
156: Классификация скальных грунтов производится по пределу прочности на одноосное сжатие под прочностью, носное сжатие, подразумевается устойчивость грунта к вертикальным, сжимающим нагрузкам так, критерии оцениваются отношением силы давления.
157: При которой образец породы разрушается к площади сечения до начала испытаний обозначается такая прочность буквами рц измеряется в мегапаскалях чем больше в грунте дефектов, тем легче он поддаётся разрушению.
158: Более наибольшей прочностью обладают однородные скальные и метаморфические грунты с минимальным количеством дефектов, например, гранит, мрамор, кварцит.
159: Прочностные характеристики, прочностные характеристики грунтов необходимо определять чтобы оценить несущую способность грунтов основания, деформационные характеристики грунтов, в свою очередь, необходимо определять, чтобы рассчитать деформации грунтов основания.
160: То есть определить осадку, относительную разность, осадок и так далее для определения характеристик прочности и деформируемости грунтов обычно проводят лабораторные или полевые испытания.
161: В лаборатории испытываются образцы грунта небольших размеров, отобранные на площадке строительства такие образцы грунта должны по физическому состоянию соответствовать условиям естественного залегания, необходимым требованием также является соответствие.
162: Напряжённо деформированного состояния и условия деформирования испытываемого грунта тем, которые будут иметь место в основании сооружения.
163: Наиболее простой схемой определения прочностных характеристик грунтов является схема одноплоскостного среза испытания по данной схеме регламентируется гост 12 248 точка 1 от 2020 года.
164: Образец грунта помещается в жёсткое металлическое кольцо, состоящее из 2 частей подвижного и неподвижного кольца, между ними образуется зазор, фиксирующий плоскость среза сверху к образцу прикладывается вертикальная сила ак.
165: Подвижной части обоймы горизонтальная сила, которая постепенно увеличивает нагрузку, которая впоследствии приводит к разрушению образца грунта. Предельное значение касательного напряжения, при котором происходит разрушение, называется
166: Сопротивлением сдвигу сдвиг, в свою очередь, это процесс изменения расположения частиц грунта под действием внешних сил грунты в основании сооружения, а также при неодинаковых отметках их поверхности испытывают воздействие не только
167: Нормальных, но и касательных напряжений, когда касательное напряжение по какой-либо поверхности в грунте достигает его предельного сопротивления, происходит сдвиг 1 части массива грунта, по другой, если понятие прочности
168: Связного грунта не выходит за рамки традиционных представлений о прочности строительных материалов, то понятие прочности несвязанных, то есть сыпучих, грунтов требует дополнительных пояснений. Механизм прочности несвязанных грунтов заключается в следующем подде.
169: Сжимающих напряжений в грунте, в том числе вызванных его собственным весом, на контактных поверхностях минеральных частиц, возникают силы трения, препятствующие взаимным перемещениям частиц.
170: Кроме того, между минеральными частицами, пересекающими условную плоскость, имеется зона зацепления, то есть взаимного проникновения, создающий нагельный эффект таким образом, при сдвигах грунта по фиксированной плоскости.
171: Возникает реакция, равная сумме сил трения по контактным поверхностям минеральных частиц.
172: После преодоления сил трения происходит сдвиг грунта по фиксированной плоскости при наличии зацепления между частицами сдвиг сопровождается переупаковкой минеральных частиц скелета грунта. Переупаковка скелета вызывает в начале до уплотн.
173: Грунта дилатация, а при дальнейшем сдвиге разуплотнение грунта, контракция в предельном состоянии сдвиг грунта по фиксированной плоскости происходит без увеличения сдвигающей нагрузки, таким образом подытожив
174: Прочность несвязанного грунта определяется уровнем действующих в нём сжимающих напряжений.
175: Испытания грунтов при одноплоскостном срезе необходимо проводить при 3 различных значениях вертикальной нагрузки. Так, по результатам испытания строятся графики зависимости касательных напряжений от деформации сдвига и от
176: Нормальных напряжений и определяются прочностные характеристики, такие как угол внутреннего трения и удельное сцепление.
177: График зависимости предельных касательных напряжений от нормальных напряжений называется предельно прямой и может быть описан уравнением, называемым законом клона, который гласит предельное сопротивление грунтов сдвигу есть функция.
178: 1 степени нормального напряжения. Другими словами, чем больше нормальное напряжение, тем больше предельное сопротивление грунта сдвигу. Стоит отметить, что для сыпучих грунтов практически отсутствует сцепление. Следовательно,
179: На последнее слагаемое формуле будет отсутствовать, и предельное сопротивление сдвигу будет зависеть только от нормальных напряжений и угла внутреннего трения испытываемого грунта, так как грунт состоит из твёрдых частиц и пор, которые частично или по
180: Полностью заполнено водой, теоретически при его сжатии должны уменьшаться объёмы всех 3 компонентов твёрдых частиц воздуха или Газа и воды, поскольку напряжение сжатия, возникающее обычно в основаниях сооружений, сравнительно небольшие.
181: Объёмные деформации твёрдых частиц, состоящих из таких материалов, как кварц или полевой шпат и другие, ничтожно малы и не учитываются. Следовательно, можно считать, что изменение объёма грунта при сжатии происходит только из за изменения объёма пор вслед
182: Упругих деформаций скелета частиц грунта, тонких плёнок, воды, расположенных между частицами упругого сжатия Пузырьков воздуха, а также сжатия поровой воды, содержащей растворённый воздух, могут происходить упругие изменения объёма грунта.
183: Такие деформации грунта, как правило, во много раз меньше остаточных. Последние развиваются, когда возникающее в грунте напряжение превышает его структурную прочность. В конечном счёте остаточные деформации приводят к уплотнению, то есть
184: Уменьшение пористости грунта, деформации, уплотнения развиваются в результате сдвигов или смещения отдельных частиц грунта относительно друг друга, а также при разрушении частиц, особенно в точках их контактов, деформации, уплотнения, поле.
185: Глинистых грунтов чаще всего протекают медленно во времени это объясняется прежде всего тем, что при уплотнении спор водонасыщенного грунта должна быть выдавлена вода, без этого грунт уплотняться не может, так как вода практически не сжимается.
186: Процесс же выдавливания воды из водонасыщенных поливат глинистых грунтов вследствие их малой водопроницаемости продолжается длительное время медленное развитие деформаций как уплотнения, так и сдвиговых сдвигов обуславливается, кроме того, ползучестью.
187: Связанной воды, окружающей твёрдые частицы, и ползучестью самого скелета грунта. Простейшей схемой для определения деформационных характеристик грунтов является компрессионная схема сжатия испытания по данному
188: Приборы регламентируется гост 12 248 точка 4 от 2020 года.
189: Суть метода заключается в следующем образец грунта, помещённый в жёсткую металлическую обойму, нагружается вертикальной нагрузкой ступенями до полной стабилизации деформации под действием этой силы в образце возникает сжимающее напряжение.
190: Вызывающий уплотнение грунта и его осадку, при этом отсутствует возможность его бокового расширения скорость деформации образца будет зависеть от скорости консолидации грунта, так как уплотнение грунта происходит за счёт уменьшения его пористости.
191: Опора грунта заполнена водой, отток поровой воды происходит через днище и верхний штамп.
192: На практике результаты компрессионных испытаний принято представлять в виде компрессионной кривой зависимость коэффициента пористости от сжимающего напряжения в небольшом диапазоне изменений, сжимающих напряжений компрессионную зависимость можно.
193: Линейной прямой в этом случае вводится понятие коэффициента сжимаемости.
194: Определяемого как отношение изменения коэффициента пористости к изменению сжимающего напряжения и численно равному тангенсу угла наклона этой прямой. Это соотношение называется законом компрессионного уплотнения грунтов при небольшом
195: Изменение сжимающих напряжений, уменьшение коэффициента пористости грунта, пропорционально увеличению сжимающего напряжения.
196: Также 1 из величин, характеризующих сжимаемость грунта, является модуль деформации грунта, её измеряемый в мегапаскалях, который учитывает как упругие, так и остаточные деформации грунта, модуль деформации грунта обратно про.
197: Ционален коэффициенту относительной сжимаемости грунта и прямо пропорционально некоторой функции коэффициента посона, учитывающей вид напряжённого состояния при компрессионном сжатии.
198: В свою очередь, коэффициент пуассона 1 из физических характеристик материала упругого тела, равная отношению абсолютного абсолютных значений относительно поперечной деформации элемента тела к его относительно продольной деформации, взятой.
199: С обратным знаком в случае, если действует только вертикальное напряжение.
200: Коэффициент пуассона безразмерный и принимает значение от нуля до 0 5 коэффициент пуассона не может быть более 0 5, так как в этом случае при всестороннем сжатии должен был бы увеличиться объём грунта, что физически невозможно.
201: В наибольшей степени напряжённо деформированного состояния образца в массиве грунта соответствуют испытания по схеме трехосного сжатия, кроме того, схема трехосных испытаний позволяет определить как прочностные, так и деформационные характеристики грунтов.
202: Испытание по данной схеме регламентируется гост 12 248 точка 3.
203: Образец грунта помещается в рабочую камеру, заполненную жидкостью вертикальные напряжения сигма зет создаются верхним штампом боковые напряжения сигма ix равно сигма игрек осуществляются созданием жид.
204: Рабочей камеры избыточного гидростатического давления.
205: Методика испытаний основывается на предпосылке теории кулона мора порядок проведения испытаний для глинистых и песчаных грунтов один и тот же разница лишь в том, что для определения 2 прочностных характеристик глинистого грунта необходимо провести минимум.
206: 2 испытания, а для песчаных грунтов достаточно 1.
207: По результатам серии испытаний строятся круги предельных напряжений, круги мора касательное к этим кругам описывают, описывается законом кулона и позволяет определить прочностные характеристики по величинам главных напряжений. Опреде.
208: В момент разрушения.
209: Механика грунтов призвана изучать и количественно описывать механические процессы, протекающие в грунтах в результате строительства общим методом механике грунтов является решение краевых задач, то есть совместное решение уравнений равно
210: Геометрических соотношений или получаем из них уравнений, неразрывности и физических уравнений при заданных краевых, начальных и граничных условиях.
211: Это позволяет определить напряжённо деформированное состояние в любой точке массива грунта и в конечном счёте оценить прочность грунта, устойчивость массива и взаимодействующее с ним сооружение, а также принять оптимальное реше.
212: Решение о строительстве сооружения.
213: Мерой количественной оценки напряжённо деформированного состояния массива грунтов являются напряжение деформации и перемещения, возникающие в нём от действия внешних и внутренних сил.
214: Общее напряжённо деформированное состояние в точке массива грунта характеризуется цензором напряжений, которые определяется девятью компонентами напряжений и выражается как сумма гидростатического напряжённого состояния шаровой тензор.
215: Вызывающий изменение только объёма грунта и девиатор напряжённого состояния, или девиатор напряжений, вызывающий только изменение формы.
216: Фаза напряжённо деформированного состояния грунта изучается с целью установления расчётных моделей деформирования грунтового, основания, приемлемых для инженерных расчётов, его прочности, устойчивости, сжимаемости горизонтальных и угловых перемещений.
217: В связи с этой проблемой традиционно рассматривается график испытания грунтового основания, штампом, изображающий зависимость осадки от средних напряжений, действующих по его подошве.
218: Предполагается, что в этом опыте отсутствует избыточное по сравнению с атмосферным поровое давление.
219: Такие опыты называются опытами по дренированной консолидированной схеме, а получаемые в таких опытах осадки называются стабилизированными или конечными.
220: Также предполагается, что скорость нагружения в опыте достаточно мала, в результате чего деформации ползучести скелета грунта, если они имеют место при данном уровне нагружения, в основном в основном успевают проявиться по этой причине скорость нагружения в
221: Таких опытах регламентируется действующими нормами и правилами так, например, в штамповых опытах устанавливается в общем случае критерии стабилизации осадки.
222: 1 100 миллиметра за 2 часа.
223: Анализ стабилизированных графиков испытания основания штампом позволяет выделить следующие фазы напряжённо деформированное состояние грунта.
224: Нулевая или фаза упругих деформаций, 1 фаза уплотнения, далее фаза сдвигов и конечная фаза выпора кратко охарактеризуем напряжённо деформированное состояние грунта в каждом.
225: Из выделенных фаз фаза упругих деформаций характеризуется уровнем напряжения в скелете грунта, не превышающим прочность структурных связей между минеральными частицами грунта или, что тоже самое, структурной прочности грунта деформа.
226: Грунта в этой фазе обратимы и пренебрежимо малы, так как обусловлены сжимаемостью минеральных частиц.
227: Уровень напряжения, соответствующий концу этой фазы, называют структурной прочностью грунта и обычно не превышает 5 10% допустимых на грунт давлений.
228: Далее фаза уплотнения, соответствующая уровням напряжения в грунте, в диапазоне которых процесс его деформирования удовлетворительно подчиняется закону уплотнения терцаги линейная зависимость между деформациями и напряжениями в этой фазе не является.
229: Обратимый при разгрузке штампа из диапазона давления, соответствующего фазе уплотнения грунт деформируется по линейной зависимости, не совпадающей с ветвью нагрузки при полной разгрузке штампа имеет место необратимая пластическая осадка.
230: Нулевым напряжением по подошве.
231: Повторное нагружение штампа до уровня напряжения, достигнутых перед разгрузкой, происходит по графику, совпадающему с графиком разгрузки. Нагружение выше этого уровня происходит по закону первичной нагрузки. Таким образом, закон уплотнения
232: Цаги устанавливает линейную зависимость между напряжением и суммой упругой и пластической деформации грунта указанная особенность закона уплотнения формулируется как принцип линейной деформируемости, то есть при простом нагружении.
233: Грунта в фазе его уплотнения сумма упругой и пластической деформации линейно зависит от действующего напряжения.
234: Коэффициентом пропорциональности в этой линейной зависимости является модуль деформации грунта е, названный так в отличие от модуля упругости, характеризующего деформацию только упругого тела, модуль упругости грунта определяется по графику разгрузки и явля.
235: Коэффициентом пропорциональности между упругой деформацией грунта и действующим напряжением.
236: Модуль деформации используется в статических расчётах, а модуль, а модуль упругости в динамических расчётах грунтовых оснований, фаза сдвигов характеризует начало образования в грунте зон предельного равновесия зоны предель.
237: Равновесия в грунте называют геометрическое место точек, в которых не удовлетворяются условия прочности кулона мора.
238: Первоначально эти зоны образуются по краям штампа, где имеет место концентрация напряжений разрушение грунта сопровождается большими сдвиговыми деформациями, что нашло отражение в названии рассматриваемой фазы напряжённо деформированного состояния грунт.
239: Уплотнение грунта в этой фазе практически не происходит, грунт считается несжимаемым, а коэффициент полсона в этой фазе близок к 0 5. Давление на грунт, соответствующее началу фазы сдвигов, называется начальным критическим давлением. Фаза вы
240: Является следствием развития фазы сдвигов в области грунтового массива, являющегося основанием штампа с образованием поверхности скольжения, отделяющих основание штампа от нижележащего грунтового массива. В результате этого
241: Осадки штампа происходят без увеличения нагрузки за счёт перемещения грунта основания из под штампа по плоскостям, скольжения за выходом на поверхность грунтового массива. При этом вокруг штампа происходит поднятие или так?
242: Называемый выпор грунта, что нашло отражение в названии этой фазы непосредственно под штампом в фазе выпора образуется коническая переуплотнённая зона, называемая ядром жёсткости прочность этой зоны обусловлена боковыми.
243: Давлениями со стороны грунта окружающего грунта, находящегося в состоянии пластического течения. Как известно, коэффициент бокового давления в грунте в состоянии пластического течения стремится к единице. Таким образом, жёсткое.
244: Ядро находится до исчерпания несущей способности основания в состоянии компрессионного сжатия, близкого к трехосному сжатию, что и определяет его высокую прочность в зонах пластического течения недоуплотнённых грунты получают дополнительное уплотнение, а переуплотнённые
245: Уплотняется. Это явление, называется дилатансии. Давление, при котором наступает фаза выпора, называется предельным критическим давлением.
246: Рассмотренные особенности деформирования грунтов соответствуют их стабилизированному состоянию, однако в реальных грунтах деформации никогда не происходят мгновенно, а развиваются во времени так, процесс деформирования грунта, развивающегося во времени.
247: При постоянном напряжении называется ползучестью, а деформирование полностью водонасыщенного грунта происходит значительно сложнее уплотнение грунта связано с уменьшением его пористости, при этом в таких грунтах все поры заполнены водой.
248: Поскольку вода является несжимаемой, то уплотнение грунта может происходить только после отжатия воды из её пор. Этот процесс называется фильтрационной консолидацией.
249: Расчёты оснований проводятся по 2 группам предельных состояний, по несущей способности, то есть это потеря устойчивости, хрупкое или вязкое разрушение, чрезмерные пластические или деформации неустановившейся ползучее.
250: И 2 это расчёты по деформациям, то есть достижение такого состояния, которое затрудняет нормальную эксплуатацию сооружения или снижающую его долговечность вследствие недопустимых перемещений.
251: Относительной разности осадок, кренок, кренов и так далее.
252: Существо расчётов по 1 группе предельных состояний по несущей способности заключается в том, что расчётная нагрузка на основание не должна превышать силу предельного сопротивления грунтов основания по 2 группе предельных состояний или по деформациям.
253: Совместная деформация сооружения основания не должна превышать предельной для конструктивной схемы данного сооружения расчёты по 2 группам предельных состояний можно проводить как отдельно друг от друга, так и совместно, однако во многих случаях для про
254: Гражданского строительства. Расчёты по 2 группе предельных состояний являются определяющими это обусловило возможность использования наиболее простых расчётных моделей грунтов.
255: Так, для расчётов Конечных напряжений, стабилизации стабилизированных осадок теория линейного деформирования грунтов для расчётов развития, осадок во времени теория фильтрационной консолидации грунта для расчёта несущей способности прочности.
256: Устойчивости, давления, ограждения на ограждающей конструкции теория предельного напряжённого состояния грунта.
257: Для более сложного круга задач применяется теория нелинейного деформирования грунта.
258: Модель теории линейного деформирования грунта базируется на предположении, что при однократном нагружении или разгрузке зависимость между напряжениями и деформациями остаётся линейной, кроме того, при нагружении рассматривается только общая деформа.
259: Грунта без разделения на упругую и пластическую составляющую. 1 допущение обеспечивает возможность использования расчётов напряжений в массиве грунта аппарата теории упругости, a2 при известных напряжениях рас.
260: Учитывать конечные деформации оснований, так как для решения задач используется математический аппарат теории упругости. Данная модель имеет пределы применимости, то есть она работает на начальном интервале кривой зависимости между напряжениями и
261: Информации уравнение состояния модели записывается в виде обобщённого закона.
262: Гука.
263: Информации уравнение состояния модели записывается в виде обобщённого закона гука.
264: Модель теории фильтрационной консолидации в наиболее простой постановке описывает деформирование во времени плотностью водонасыщенного грунта грунтовой массы принимается, что полное напряжение, возникающее в элементе грунта от приложенной нагрузки.
265: Разделяется на напряжение в скелете грунта или эффективное напряжение и давление в поровой воде, или поровое давление. В различных точках массива грунта. Под действием нагрузки возникают разные значения порового давления вследствие
266: Этого образуется разность Напоров в поровой воде и происходит её отжатие в менее нагруженной области массива одновременно под действием эффективных напряжений происходит перекомпоновка частиц и уплотнение.
267: Грунта математическое описание этого процесса базируется на основной предпосылке о неразрывности среды, сформулированной академиком павловским ещё в 22 году прошлого века, то есть считается, что уменьшение пористости грунта
268: То есть его уплотнение пропорционально расходу воды или оттоку воды из пор грунта. Следствием этого является важное положение о том, что скорость деформации грунта будет находиться в прямой зависимости от скорости фильтрации в нём поровой воды. Поэтому
269: Основной характеристикой грунта, определяющей время протекания процесса фильтрационной консолидации, является коэффициент фильтрации в теории фильтрационной консолидации. Скелет грунта принимается линейно деформируем. Следует отметить.
270: Что в инженерной практике используются и более сложные модели теории консолидации, учитывающие трехкомпонентный состав грунта, сжимаемость поровой воды, ползучесть скелета и другие процессы, возникающие в грунтах при его деформациях такие модели описаны.
271: В трудах герсеванова, флорина, биело, зарецкого и термозерна, а также других заслуженных учёных.
272: Модель теории предельного напряжённого состояния грунта относится только к предельному состоянию, то есть когда в массиве грунта от действующих нагрузок сформировались значительные по размерам замкнутые области, в каждой точке которых устанавливается предельное равновесие.
273: Дальнейшее приложение нагрузки приведёт к неограниченному росту пластических деформаций грунта и его разрушению теория предельного равновесия позволяет рассчитать только величину предельной нагрузки, но она не позволяет определить величину осадки.
274: Решение задачи теории предельного равновесия сводится к совместному решению дифференциальных уравнений, равновесия и особого уравнения, называемого условием предельного напряжённого состояния грунта вид этого уравнения определяется моделью прочности грунта.
275: Более популярной моделью является модель прочности кулона мора.
276: Теория нелинейного деформирования грунтов применяется для расчётов напряжённо деформированного состояния и оценки прочности оснований грунтовых сооружений, когда связь между напряжениями, деформациями существенно нелинейная, поэтому
277: Они часто называются теориями пластичности грунтов сложность расчётов при этом существенно возрастает, что требует использования программ.